A fizikai jelentése a felületi feszültség - studopediya
Felületi feszültség az egyik legfontosabb tulajdonságait diszperz rendszerek, és ez a fő termodinamikai jellemző a felület. Nézzük meg a legegyszerűbb esetben - a felületi feszültség a folyadék a gáz határán (2.1 ábra.).
Ábra. 2.1. intermolekuláris kölcsönhatás
belsejében a folyadék és határfelületi
Molekulánként, található a fluid erők hatnak kölcsönös vonzás (molekuláris adhéziós szilárdság) valamennyi környező szomszédos molekulák. A nagysága ezen erők eredője egyenlő nullával szimmetriájának következtében az erőtér, és nem szükséges, hogy fordítsuk munkát mozgatni molekulák a folyadék. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a gázfázisban molekulák vannak elválasztva egymástól nagy távolságokra, és a jelenlegi erői között kölcsönös vonzás nagyon kicsi. Molekulák a fázis határán, mérjék intermolekuláris erők nagyobb mértékben a folyékony fázis f1. mint a gáz f2 (f1 >> f2). F. Az eredő erő az erők különbséggel arányos (F1-F2), van irányítva a folyadék. Ez az erő egységnyi felület (1 m 2, vagy 1 cm 2), az úgynevezett belső (molekuláris) davleniempM:
Molekuláris nyomás erőssége határozza meg az adhéziós molekulák, ez a nagyobb a poláros anyagok, így a mennyisége a H2 O 14.000 pM atm C6 H6 - 3800 atm. Így, bármilyen folyadék a felületen van egy nagy nyomás miatt nem kompenzált molekuláris kohéziós erők a felületi rétegben, és hajlamos arra, hogy rögzítse a molekulák a felületről a folyékony fázisba. Ez magyarázza gömb alakja folyadékcseppek.
A felületi réteg miatt nem kompenzált molekuláris erők felesleges szabad energia képest a folyadék térfogatának. Ez a felesleges szabad energia per egységnyi felület (1 m 2, vagy 1 cm 2) az úgynevezett fajlagos felületi szabad energia (felületi feszültség). Minden felesleges felületi energia zárt egy réteg vastagsága 1 molekula. Elérhetőség részén felesleges energia fázis felületén azt jelenti, hogy a munkát el kell végezni a kialakulását az új felületre.
Felületi feszültség () - reverzibilis izoterm munkafolyamat fordított kialakulását területe a felület egységek (meghatározása az energia a felületi feszültség):
A mínusz jel azt mutatja, hogy a pozitív munka csökkenésével vagy csökkentését a felület.
Propulsion meghatározása: felületi feszültség - egy erő tangenciálisan irányított (párhuzamos) a felületre, és egységnyi hossza a kerülete határoló ezen a felületen.
Fizikai egység - felületi molekulák inkább menjen mélyen a kondenzált fázisban, ezáltal összenyomva a felületet.
Mindkét meghatározások figyelembe kell venni az egységben. Ez az egység az erő és a hatalom megközelítések történelmileg. A felületi feszültség vezették be, hogy a fizika az energia, mielőtt a fogalmakat és tekinteni, mint egy erő meghúzási egy hipotetikus fólia a folyadék felszínén, és megtámadásának nyújthatóságát. Propulsion meghatározó valódi folyadék miatt ezek egyidejűleg a kialakulását a felszíni molekulák és atomok benne vannak orientálva, tömörített, mozgó egy egyensúlyi állapotot, és ezáltal a tangenciális felületi feszültség.
2.2.2. termodinamikai definíciója
felületi feszültség
Ha p és T = const, írunk együttes egyenletek az első és a második termodinamika egy heterogén rendszer tekintetében változás a Gibbs energia:
ahol T - a hőmérséklet; S - entrópia; p - nyomás; V - térfogata; s - fajlagos felület; - felületi feszültség; - kémiai potenciálja az i- edik komponens; ni - a móljainak száma i-edik komponense; - elektromos potenciál; q - villamosenergia-mennyiség.
Felületi feszültség az a parciális deriváltja a Gibbs energia a felület nagysága állandó: nyomás, hőmérséklet, a mólszáma alkatrészek és töltés.
Mivel a kombinált egyenlet az első és a második termodinamikai törvények és lehet rögzíteni, hogy más termodinamikai potenciálok, nevezetesen a belső energia U. Helmholtz energia és entalpia A. H. majd megfelelő konstans paraméterek megkapjuk
Felületi feszültség - a részleges bármelyike szerinti származék a termodinamikai potenciálja interfázisos felülete állandó megfelelő paraméterek.
A leggyakrabban kifejezve a felületi feszültség a származék a Gibbs-féle szabad energia, mint A kísérleti körülmények állandó T és p könnyen kísérleteket elvégezni.
A felületi feszültség az egyes anyagok egyidejűleg a fajlagos felület Gibbs energia (Gibbs energia egységnyi felület):